(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-03
(45)【発行日】2023-07-11
(54)【発明の名称】レール送り装置を備えた台車
(51)【国際特許分類】
E21D 11/10 20060101AFI20230704BHJP
E21D 11/38 20060101ALI20230704BHJP
【FI】
E21D11/10 Z
E21D11/38 Z
(21)【出願番号】P 2019171800
(22)【出願日】2019-09-20
【審査請求日】2022-09-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000166432
【氏名又は名称】戸田建設株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】000158725
【氏名又は名称】岐阜工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104927
【氏名又は名称】和泉 久志
(72)【発明者】
【氏名】中林 雅昭
(72)【発明者】
【氏名】三宅 拓也
(72)【発明者】
【氏名】佐佐木 秀行
(72)【発明者】
【氏名】鷲見 大介
【審査官】湯本 照基
(56)【参考文献】
【文献】特開2003-278498(JP,A)
【文献】特開2006-336259(JP,A)
【文献】特開2010-163795(JP,A)
【文献】特開平07-081638(JP,A)
【文献】特開2009-114751(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E21D 11/10
E21D 11/38
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
台車の右側及び左側にそれぞれ前後一対で車輪を備えるととともに、台車を昇降させるアウトリガーを備え、前記アウトリガーによって台車を上昇させた状態で、レールを前後進可能に吊持するとともに、前記レールを進行方向前後に送り出し可能としたレール送り装置を備えた台車において、
前記台車は前後左右の4箇所にそれぞれ台車昇降回転装置を備えるとともに、前記台車昇降回転装置は、台車に設けられた基台と、この基台に対して水平方向に沿って相対的に移動可能に設けられた横向スライドフレームと、前記横向スライドフレームの両端部にそれぞれ設けられたアウトリガーと、前記基台と前記横向スライドフレームとの間に連結された横移動制御用ジャッキとからなることを特徴とするレール送り装置を備えた台車。
【請求項2】
前記横向スライドフレームは、前記基台に対して貫通した状態で設けられるとともに、前記基台の貫通孔内部において前記横向スライドフレームの側面に対面する両壁面は横向スライドフレーム側に向かって凸状の曲面部を有する請求項1記載のレール送り装置を備えた台車。
【請求項3】
前記凸状の曲面部の両側にそれぞれ、横向スライドフレーム側に向かって弾発的に当接する弾発当接部を備えている請求項2記載のレール送り装置を備えた台車。
【請求項4】
前記横向スライドフレームは門型形状を成し、両側の支柱に前記アウトリガーが支持されている請求項1~3いずれかに記載のレール送り装置を備えた台車。
【請求項5】
前記横移動制御用ジャッキは、復動型両ロッド形の油圧ジャッキが用いられ、シリンダが前記基台に保持され、ピストンロッドの両端がそれぞれ両側の支柱に連結されている請求項4記載のレール送り装置を備えた台車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に曲線走行を可能としたレール送り装置を備えた台車に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、トンネルの施工に当たっては、各作業工程に応じて、シート張り台車、セントル、足場台車などの各種台車が用いられている。これら台車の走行は、下記特許文献1、2に示されるように、地盤上に左右一対のレールを敷設し、台車の車輪が前記レールを走行させるようにしたものが多く採用されている。この場合、前記レールは長手方向に沿って複数に分割され、台車の走行に伴って、走行し終えたレールを進行方向前方側に順次盛替えしながら台車を走行させるようにしていた。
【0003】
しかしながら、この方法の場合は、例えばバックホウなどの重機でレールを引きずって移動させ、重機のバケットなどでレール位置の微調整を行うようにしていたため、バックホウの後進・作業との複合作業のため接触・挟まれ事故の災害が懸念されるなどの危険要因が多くなるとともに、ズリ出し時、インバート埋戻し時、資機材運搬時は作業に時間的制約を受け、レールの盛替えができないためレール送り作業が遅延化するなどの問題があった。更には見張り等を含め複数の作業員を必要とするなどの問題もあった。
【0004】
そこで、近年はレール送り装置を備えた台車が提案され実用化されている。このレール送り装置について、
図14~
図17に基づいて詳述する。なお、
図145~
図16はレールを地盤から上昇させて進行方向前方に移動させている状態を示している。
【0005】
図15に示されるように、台車50の左右一対の前側支柱50A、50Bと、左右一対の後側支柱50C、50Dの下端には車輪60が回転自在に設けられているとともに、その側部にアウトリガー51が設けられている。
【0006】
図16に示されるように、前記車輪60の両側には鉛直配向部材62、62が設けられ、これらの鉛直配向部材62,62の下端にはレール61の側面凹部に嵌合する送りローラー63が設けられ、前記アウトリガー51を伸長して台車50を上昇させた際にレール61が地盤から離れ上方に引き上げられるようになっている。前記レール61は、車輪60が走行するレール本体61Aと、このレール本体61Aの下側に一体に連設されたH形鋼からなる送りレール61Bとから構成され、前記送りレール61Bによって前記送りローラ63が嵌合する側面凹部が構成されている。
【0007】
一方、レールの送り機構は、
図15に示されるように、レール61の前端と後端との間にローラーチェン64を張架するとともに、このローラーチェーン64に歯合する原動スプロケット66を配設し、前記原動スプロケット66をモータ駆動させるようにしている。従って、アウトリガー51によって台車50を上方に引き上げた状態としたならば、前記ローラーチェーン64を駆動させることによってレール61を進行方向前方に送り出し、
図17に示されるように、アウトリガー51を収縮させてレール61を地盤上に設置する。その後は、レール61の上を車輪60が走行し台車50が前進するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開2000-291392号公報
【文献】特開2003-35098号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
前記レール送り機構によって、重機などを用いてレールを進行方向前側に盛替えしていた際の問題点は解消されるようになったが、前記レール送り機構は直線的にしかレールを送ることができないためトンネルが曲線である場合に対応できないという問題点があった。
【0010】
そこで本発明の主たる課題は、レール送り装置を曲線走行に対応させた台車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、台車の右側及び左側にそれぞれ前後一対で車輪を備えるととともに、台車を昇降させるアウトリガーを備え、前記アウトリガーによって台車を上昇させた状態で、レールを前後進可能に吊持するとともに、前記レールを進行方向前後に送り出し可能としたレール送り装置を備えた台車において、
前記台車は前後左右の4箇所にそれぞれ台車昇降回転装置を備えるとともに、前記台車昇降回転装置は、台車に設けられた基台と、この基台に対して水平方向に沿って相対的に移動可能に設けられた横向スライドフレームと、前記横向スライドフレームの両端部にそれぞれ設けられたアウトリガーと、前記基台と前記横向スライドフレームとの間に連結された横移動制御用ジャッキとからなることを特徴とするレール送り装置を備えた台車が提供される。
【0012】
上記請求項1記載の発明では、台車の前後左右の4箇所にそれぞれ台車昇降回転装置を備えるようにしている。この台車昇降回転装置は、台車に設けられた基台と、この基台に対して水平方向に沿って相対的に移動可能に設けられた横向スライドフレームと、前記横向スライドフレームの両端部にそれぞれ設けられたアウトリガーと、前記基台と前記横向スライドフレームとの間に連結された横移動制御用ジャッキとからなる。
【0013】
従って、曲線方向に進行したい場合は、後述する要領によって、前記台車昇降回転装置を用い、アウトリガーによって台車全体を上昇させた状態としたならば、台車を平面視で所定量だけ回転させるようにすることで進行方向を変えることができるようになり、曲線走行に対応することが可能となる。
【0014】
請求項2に係る本発明として、前記横向スライドフレームは、前記基台に対して貫通した状態で設けられるとともに、前記基台の貫通孔内部において前記横向スライドフレームの側面に対面する両壁面は横向スライドフレーム側に向かって凸状の曲面部を有する請求項1記載のレール送り装置を備えた台車が提供される。
【0015】
上記請求項2記載の発明では、前記基台に対して前記横向スライドフレームの取付け状態の好適例を示したものである。具体的には、前記横向スライドフレームを前記基台に対して貫通した状態で設けるようにするとともに、前記基台の貫通孔内部において前記横向スライドフレームの側面に対面する両壁面は横向スライドフレーム側に向かって凸状の曲面部を有するようにしている。従って、前記凸状の曲面部によって、台車の回転時に、回転方向に対する横移動のシフト差を許容することが容易になる。
【0016】
請求項3に係る本発明として、前記凸状の曲面部の両側にそれぞれ、横向スライドフレーム側に向かって弾発的に当接する弾発当接部を備えている請求項2記載のレール送り装置を備えた台車が提供される。
【0017】
上記請求項3記載の発明は、横向スライドフレームの自動回転復帰機構を示したものである。後述するように、台車の回転によって台車の側部フレームと前記横向スライドフレームとの位置関係は直交関係では無くなるが、アウトリガーを収縮させた際に、前記弾発当接部の弾発力によって横向スライドフレームを回転させて正規に状態(側部フレームに対して直交する状態)に自動的に復帰させることが可能となる。
【0018】
請求項4に係る本発明として、前記横向スライドフレームは門型形状を成し、両側の支柱に前記アウトリガーが支持されている請求項1~3いずれかに記載のレール送り装置を備えた台車が提供される。
【0019】
上記請求項4記載の発明では、前記横向スライドフレームの好適な構造形状と、アウトリガーの取付け態様を示したものである。
【0020】
請求項5に係る本発明として、前記横移動制御用ジャッキは、復動型両ロッド形の油圧ジャッキが用いられ、シリンダが前記基台に保持され、ピストンロッドの両端がそれぞれ両側の支柱に連結されている請求項4記載のレール送り装置を備えた台車が提供される。
【0021】
上記請求項5記載の発明では、前記横移動制御用ジャッキの好適な構造を示すとともに、その取付け態様を示したものである。
【発明の効果】
【0022】
以上詳説のとおり本発明によれば、レール送り装置を曲線走行に対応させた台車を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本発明に係るレール送り装置を備えた台車1の横断面図である。
【
図5】台車昇降回転装置6を示す、(A)は正面図、(B)は側面図である。
【
図6】その平面図であり、(A)は回転前の状態、(B)は回転後の状態を示している。
【
図7】横向スライドフレーム21の自動回転復帰機構を示す、(A)は台車回転時の平面状態図、(B)は復帰後の平面状態図である。
【
図8】台車昇降回転装置2による台車1の横移動要領(その1)(A)~(C)である。
【
図9】台車昇降回転装置2による台車1の横移動要領(その2)(D)~(E)である。
【
図10】台車昇降回転装置2による台車1の曲線走行手順(その1)である。
【
図11】台車昇降回転装置2による台車1の曲線走行手順(その2)である。
【
図12】台車昇降回転装置2による台車1の曲線走行手順(その3)である。
【
図13】台車昇降回転装置2による台車1の曲線走行手順(その4)である。
【
図14】従来のレール送り装置50を示す台車1の横断面図である。
【
図16】アウトリガー部分の正面図(台車上昇状態)である
【
図17】アウトリガー部分の正面図(台車下降状態)である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【0025】
本発明に係るレール送り装置を備えた台車1は、直線走行しか出来なかった従来のレール送り装置付き台車を曲線走行に対応させるようにしたものである。
【0026】
〔台車1のレール送り装置について〕
先ず、
図1~
図4に基づいて、台車1のレール送り装置の構造について詳述する。
【0027】
前記レール送り装置は、例えばトンネルの施工の場合は、掘削後に壁面に防水シートを張設するためのシート張り台車、鉄筋組立などのための足場台車、覆工コンクリートを打設するためのセントルなどの各種台車に対して適用される。
【0028】
台車1の左右一対の前側支柱1A、1Bと、左右一対の後側支柱1C、1Dの下端又はその近傍、すなわち台車の右側及び左側にそれぞれ前後一対で、レール11を走行するための車輪10が回転自在に設けられている。前記レール11は、詳細には
図4に示されるように、車輪10が走行するためのレール本体11Aと、このレール本体11Aの下側に一体に連設されたH形鋼からなる送りレール11Bとから構成されている。
【0029】
図4に示されるように、前記車輪10を保持する両側の車輪支持部に対して、縦方向部材12A、12Bを設けるとともに、この縦方向部材12A、12Bの下端に内側に向けて送りローラ13A、13Bが設けられ、この送りローラ13A、13Bが前記送りレール11Bの側面凹部に嵌合し前記レール11を進行方向前後に送り出し可能としている。
【0030】
前記車輪10の近傍位置には、後述の台車昇降回転装置2が設けられている。この台車昇降回転装置2にはアウトリガー22A,22Bが設けられており、このアウトリガー22A、22Bによって台車1全体を上昇させた際に、前記レール11が地盤から離れ上方に引き上げられるようになっている。
【0031】
一方、前記レール11の送り機構は、
図2及び
図3に示されるように、レール10の前端と後端にぞれぞれチェーン端固定部14A、14Bを有し、これらチェーン端固定部14A、14B間にローラーチェン15を方向転換ギア16、16…を介しながら張設するとともに、中間にモータ駆動される原動スプロケット17を設け前記ローラーチェーン15に歯合させるようにしている。前記チェーン端固定部14Aは、螺設されたネジ棒の螺進退によってローラーチェーン15の張力が調整可能となっている。
【0032】
前記アウトリガー22A、22Bによって台車1を上方に引き上げた状態としたならば、前記ローラーチェーン15を駆動させることによってレール11を進行方向前方に送り出し、所定の位置(
図2の状態)まで移動させたならば、
図1に示されるように、アウトリガー22を収縮させてレール11を地盤上に設置する。その後は、レール11の上を車輪10が走行し台車1が前進するようになっている。
【0033】
なお、前記レール送り機構として、ローラーチェーン方式を採用した例について述べたが、前記送りローラ13A、13Bを油圧モータによって駆動させることによりレール11を前方に送るようにしても良いし、レール11にラックギアを設けるとともに、台車側にモータ駆動されるピニオンギアを設けることによりレールを送り出すようにすることも可能である。
【0034】
〔台車昇降回転装置2について〕
従来のレール送り装置は直線走行にしか対応出来ない構造であるが、本発明では前記レール送り装置を用いながら曲線走行に対応させるため、台車1に台車昇降回転装置2を設けるようにしている。
【0035】
前記台車昇降回転装置2は、台車1の前後左右の4箇所にそれぞれ設けられている。具体的には、
図3に示されるように、台車の車輪10を支持する進行方向に沿って配置された側部フレーム1Eであって、車輪10の近傍位置にそれぞれ前記側部フレーム1Eを跨ぐように配置されている。
【0036】
前記台車昇降回転装置2は、同
図5に示されるように、台車1(側部フレーム1E)に対して設けられた基台20と、この基台20に対して水平方向に沿って相対的に移動可能に設けられた横向スライドフレーム21と、前記横向スライドフレーム21の両端部にそれぞれ設けられたアウトリガー22A、22Bと、前記基台20と前記横向スライドフレーム21との間に連結された横移動制御用ジャッキ23とから構成されている。
【0037】
更に詳述すると、前記基台20は、前記側部フレーム1Eの下面に設けられており、水平方向に貫通する貫通孔20bが設けられている。
【0038】
前記横向スライドフレーム21は、水平フレーム21Aと、その両端に設けられた脚柱フレーム21B、21C(本発明の「支柱」に相当する。)とからなる門型形状のフレームが用いられている。前記水平フレーム21Aが前記基台20の貫通孔20bを貫通した状態で設けられており、前記基台20に対して水平方向に沿って相対的に移動可能に設けられている。前記横向スライドフレーム21の移動可能量は、両側の脚柱フレーム21B、21Cが前記基台本体20Bに衝突するまでの範囲となる。
【0039】
前記脚柱フレーム21B、21Cに対してアウトリガー22A,22Bが設けられている。前記基台20の貫通孔20bにおいて、前記横向スライドフレーム21の側面(水平フレーム21Aの側面)に対面する両壁面は、
図6に示されるように、水平フレーム21A側に向かって凸状の曲面部20cを有する。
図6(B)に示されるように、後述する台車1の回転時に、回転方向に対する横移動のシフト差を許容することが容易になる。すなわち、後述するように、台車1を回転させるために、側部フレーム1Eを平面視で長手方向中心を回転中心として回転させる。これに対して、アウトリガー22A,22Bによって台車1を持ち上げた状態で横向スライドフレーム21は位置不動であるため(
図7(A)の状態)、台車1の回転に伴って両者間にシフト差が生じることになる。このシフト差を吸収するためには、例えば、前記基台20と横向スライドフレーム21との嵌合状態に遊びを設けておき前記シフト差を吸収させるようにしたり、前記基台20の貫通孔20bの側面にゴム板などの弾性易変形部材を介して摺動板を固設することにより前記シフト差を吸収したりすることもできるが、本形態例では前記両壁面20cを水平フレーム21A側に向かって凸状の曲面部20cを形成することにより、
図7(A)に示されるように、回転時のシフト差を吸収させるようにしている。前記凸状の曲面部20cは、前記基台20(側部フレーム1E)の振れ角に対応した曲率となっている。
【0040】
また、同
図7に示されるように、前記前記凸状の曲面部20cの両側にそれぞれ、横向スライドフレーム21側に向かって弾発的に当接する弾発当接部24を備えていることが望ましい。前記弾発当接部24は、弾性変形性の高い易弾性部材24Aと横向スライドフレーム21の側面に当接する鋼部材からなる当接部材24Bとの積層体からなり、ボルト25によって取り付けられている。
図7(A)に示されるように、側部フレーム1Eを回転させた場合に横向スライドフレーム21は側部フレーム1Eに対して直交する位置関係に無いが、前記弾発当接部24を備えることにより、アウトリガー22A,22Bを収縮させた際に、前記弾発当接部24による弾発力によって横向スライドフレーム21を回転させて正規に状態(側部フレーム1Eに対して直交する状態)に自動的に復帰させることが可能となる。なお、前記自動回転復帰機構を設けない場合は、手動によって横向スライドフレーム21を移動することが可能である。
【0041】
前記横移動制御用ジャッキ23は、シリンダ23Aとピストンロッド23B、23Cとからなる復動型両ロッド形の油圧ジャッキが好適に用いられる。前記「復動型」とはヘッド側とキャップ側の両方に油の出入口を設けて、交互に油の流入と流出とを行い往復運動を行わせる形式であり、前記「両ロッド形」とはシリンダの両端からピストンロッドが突出し、これら両端のロッドが一体のピストンとされ一体的挙動を示すものを言う。
【0042】
前記横移動制御用ジャッキ23は、前記基台20と前記横向スライドフレーム21との間に連結するように設けられる。具体的には、シリンダ23Aが前記基台20に保持され、ピストンロッド23B、23Cの両端がそれぞれ横向スライドフレーム21の脚柱フレーム21B、21Cに連結されるように設けられている。
【0043】
前記横移動制御用ジャッキ23として、片側ずつ独立のジャッキを設けるようにした場合はこれらジャッキの連動が煩雑となり油圧制御が難しいが、前記復動型両ロッド形の油圧ジャッキを用いることにより、油圧制御が単純化することができるようになる。
【0044】
前記横移動制御用ジャッキ23の稼働によって移動される対象は、前記横向スライドフレーム21と前記基台20となる。アウトリガー22A,22Bが収縮している状態(非機能状態)では基台20を固定側として前記横移動制御ジャッキ23によって横向スライドフレーム21が水平方向に移動される。また、アウトリガー22A,22Bを伸長させ台車1が上昇している状態(機能状態)ではアウトリガー22A,22Bを固定側として、前記横移動制御ジャッキ23によって基台20とともに、台車1(側部フレーム1E)が水平方向に移動される。
【0045】
〔台車1の回転移動要領〕
次に、前記台車昇降回転装置2による台車1の回転移動要領について
図8及び
図9に基づいて詳述する。
【0046】
図8(A)は台車1がレール11上を走行可能とされ、前記横向スライドフレーム21が基台20の中央に位置している状態である。この状態から基台20とともに、台車1(側部フレーム1E)を平面視で回転させる要領を説明する。
【0047】
図8(B)に示されるように、アウトリガー22A,22Bを伸ばして台車全体を上昇させる。次に、
図8(C)に示されるように、横移動制御用ジャッキ23のピストン23B,23Cを油圧駆動によって図面右方側に移動させることによってシリンダ23Aの移動によって、基台20とともに、台車1(側部フレーム1E)が右方側に移動される。
【0048】
台車1(側部フレーム1E)の移動が完了したならば、
図9(D)に示されるように、アウトリガー22A、22Bを収縮して上方に引き上げ、横移動制御用ジャッキ23のピストン23B,23Cを油圧駆動によって横向スライドフレーム21を図面右方側に移動させることによって、
図9(E)に示されるように、横向スライドフレーム21を基台20の中央に位置させるようにする。
【0049】
台車1に配置された4箇所の台車昇降回転装置2において、上記作業手順によって側部フレーム1Eを移動させることが可能になるが、
図11に示されるように、側部フレーム1Eの前側と後側とにおいて、左右反対方向に夫々移動させることにより、側部フレーム1E、1Eを平面的に回転させることができ、左右の側部フレーム1Eは同方向に移動させることによって、全体として台車1を平面的に回転させることが可能になる。
【0050】
〔台車1の曲線走行要領について〕
次に、前記台車昇降回転装置2を用いた台車1の曲線走行要領について、
図10~
図13に基づいて詳述することにする。
【0051】
図10は台車1がレール11上に走行可能な状態(直進状態)であり、横向スライドフレーム21は基台20の中央に位置している。また、アウトリガー22A、22Bは上昇させた状態としている。
【0052】
曲線走行するために台車1の向き(進行方向)を変えるには、
図11に示されるように、台車1の前側に位置している左右一対の台車昇降回転装置2において、前述した台車1の回転移動要領によって両側の側部フレーム1Eを左右の一方側に移動させると同時に、台車1の後側に位置している左右一対の台車昇降回転装置2において、両側の側部フレーム1Eを左右の他方側に移動させるようにする。この際、側部フレーム1E、1Eを連結している横断フレーム1F、1Fは側部フレーム1Eに対して直交する状態では無くなり平行四辺形状にせん断変形することになるが、前記側部フレーム1Eと横断フレーム1Fとがピン結合されていることや、各フレーム1E、1Fの弾性変形や各部のガタ(遊び)によって前記せん断変形を吸収することが可能である。
【0053】
台車1の向きが変更されたならば、
図12に示されるように、前記ローラーチェーン15を駆動させることによってレール11を進行方向前方に送り出し、所定の位置(
図2の状態)まで移動させる。
【0054】
次に、
図13に示されるように、アウトリガー22A,22Bを収縮させてレール11を地盤上に載置させるとともに、このレール11上に台車1の荷重を預けるようにする。この際、前記弾発当接部24による弾発力によって横向スライドフレーム21を回転させて正規に状態(側部フレーム1Eに対して直交する状態)に自動的に復帰させることが可能となる。また、自動復帰させた状態では横向スライドフレーム21は基台20の中央位置には無いため、横移動制御用ジャッキ23のピストン23B,23Cを油圧駆動によって移動させることによって、横向スライドフレーム21を右方側又は左方側に移動させて基台20の中央に位置させるようにする。
【0055】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、山岳トンネルの施工に使用される各種台車を例に採り本発明を説明したが、山岳トンネル用の台車に限定されるものではなく、台車一般に対して適用が可能である。
【符号の説明】
【0056】
1…台車、2…台車昇降回転装置、10…車輪、11…レール、12A・12B…縦方向部材、13A・13B…送りローラ、14A・14B…チェーン端固定部、15…ローラーチェーン、20…基台、20b…貫通孔、20c…凸状の曲面部、21…横向スライドフレーム、21A…水平フレーム、21B・21C…脚柱フレーム、22A・22B…アウトリガー、23…横移動制御用ジャッキ、23A…シリンダ、23B・23C…ピストンロッド、24…弾発当接部